DE1607580A1 - Verfahren zur Bestimmung des Schuettprofils und der sich daraus ergebenden Leistungsaufnahme einer Rohrmuehle - Google Patents

Description

• Verfahren zur Bestimmung des Schüttprofiles und der sich daraus ergebenden Leistungsaufnahme einer Rohrmühle Die vorliegende Erfindung betrifft ein Meßverfahren zur Bestimmung des Füllgrades bzw. Schüttprofles von rotierenden Behältermühlen.
• In der Praxis wird im allgemeinen der Wirkungsgrad der rotierenden Behältermühlen über die Leistungsaufnahme gemessen. Die zu messende Leistung ist abhängig von dem Material, das zum Einsatz und Ausbringen kommt und damit den Füllgrad bestimmt, der Drehzahl und der elektrischen Leistungsaufnahme.
• Es sind bereits Verfahren bekannt, die mit Hilfe der Strahlungsabsorption den Füllstand z.B. in Bunkern oder Behältern erfassen und als Füllstandsmesser verwandt werden.
• Alle bisher bekannten Regelungs- und Meßverfahren zur Optimierung der Mahlleistung einer Mühle haben aber den Nachteil, daß sie keinen kontinuierlichen reellen fortwährenden Einblick in den momentanen Arbeteablauf der Mahlleistung erlauben.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht unter Verwendung des an sich bekannten Strahlungsmeßverfahrenn mittels harter Gammastrahlen eine laufende,.beriihrungelose Messung der Füllhöhe und des Schüttprofils vom Füllgut in der in Betrieb befindlichen rotierenden Behältermühle. Mit Hilfe den gemessenen Schüttprofils ist es möglich, die Mahlleistung-der Mühle kontinuierlich zu optimieren.
• Die torliegende Erfindung benutzt die an sich bekannte Ga»a-Strahlung und mißt mit den der Strahlungsquelle gegeuüberlia-

  genden Detektoren die im-Mühlenkörper und Füllung geschwäch-

  te Gammastrahlung an wenigstens 2-Stellen in einer Ebene,

  die im wesentlichen senkrecht zur Mühlenachse liegt.

  Die mit dem Gammastrahlungsdetektor, z.B. einen Szintillations@

  zähler gemessene Strahlungsintensität ist ein Maß für die

  Strahlenschwächung, die für energiereiche Gammaquanten unabhän-

  gig von der chemischen Zusammensetzung des durchstrahlten Ma-

  terials ist.

  Die Meßempfindlichkeit ist näherungswese artabhängig von der

  durchstrahlten Schichtdicke. fit der Gammastrehlung von Co-60 -

  können noch Änderungen der Flächendichte von ca. 2 g/cm2 ge-

  messen werden. Das von der Gammastrahlungequelle z.B, Co-60

  ausgehende Strahlenbündel wird sowohl in der Rohrmühlenwand

  als auch in dem Füllmaterial, z.8. Metallkugeln, und dem zu

  mahlenden Material geschwächt.- Änderungen der Strahlenschwä-

  chung sind nur abhängig von der Flächendichte bzw. der Schicht-

  dicke des durchstrahlten Füllmaterials, da die Strahlenschwä-

  chung im Mantel der Rohrmühle, konstant bleibt.

  Die gemessene Strahlungsintensität über den Füllungsquerschnitt

  ist proportional der Massendichte des Schüttgutes in Richtung

  der Durchstrahlung. Aus Fig. 5 ist der Intensitätsverlauf für

  eine idealisierte Mühlenfüllung ersichtlich. Die Intensität der

  gemessenen Strahlung durchläuft ein Minimum, das einer bestimm-

  ten Füllhöhe der Mühle entspricht. Jede Kurve mit ihrem dazu-

  gehörigen Minimum entspricht einem bestimmten Schüttprofi.. Aue

  dem Verlauf der Kurve und der Lage des Uinimums ist das Schütt-

  profil zu erkennen. Der größeren Füllhöhe h2 entspricht die ge-

  ringe Intensität. Bei der Überschreitung der Grenzwinkel

  bzw, erreicht die-gemessene Strahlungsintensität.einen -

  Sättigungswert,-Die Mühlenfüllung wird aas durch den Kurve12ver-

  lau.f eindeutig charakterisiert.

  Die Anordnung von Strahlenquelle und Detektoren für das erfin-

  dungsgemäße Verfahren richtet sich nach den Betriebsgegeben-

  heiteä. . Vorteilhaft kann man das Meßverfahren _eo durchführen, daß eine feststehende Strahlenquelle mit mehreren Kollimatoren verwen- det wird. In der jeweiligen Durohstrahlungsrichtung wird dann die Füllhöhe gemessen. Die gemessene Strahlungsintensität ist . ums. größer, je geringer die Füllhöhe in der betreffenden Durchstrahlungarichtung ist. Durch eine Mittelwertabildung -der verschiedenen gemessenen Intensitäten erhält man hinreichend genaue Angaben über den füllgrad. Allerdings ergibt die- ses Verfahren eine unvollständige Aussage über Einzelheiten des Schüttprofils, da nur an bestimmten Stellen in Richtung der Detektoren gemessen wird.
• -Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung pen- delt die Meßanordnung aus Strahlungsquelle und Detektor um einen Drehpunkt außerhalb der -Meßstrecke, und zwar vorzugsweise auf der Normalen zur Böschung der Rohrmühlcnfüllung. In dieser Anordnung ist eine Strahlenquelle mit dem dazugehörigen Detek- tor ausreichend und man hat den Vörteil, daß die Schüttung in rythmischer, pendelnder Bewegung abgetastet werden kann.. Damit ist gewährleistet, daß zu jeder Zeit während des Betriebsablaufen ein Bild von dem gesamten Schüttprofil vorhanden ist. Ein besonders bevorzugtes Verfahren, um das Schüttprofil zu bestimmen ist, daß eine Strahlungsquelle und ein Detektor in eine starre Verbindung gebracht werden wobei der Drehpunkt innerhalb der Meßstrecke,vorzugsweise in der Drehachse der Mühle, liegt und die Intensität der Gammastrahlen,in der pen- delnden Meßatrecke innerhalb des Winkels über das Schüttvolumen gemessen wird. Der Vorteil liegt u.a. darin, daß in diesein sein Fall immer die gleiche Wandstärke durchstrahlt wird. De=--doppelte Strahlenschwächung beim Strahlenein- und ..austritt bleibt bei diesem Verfahren konstant und kann- u diesem. F9Llle" als-0-Rate eliminiert werden.
• Eine spezielle Anordnung des_Yerfahrens, um ein Bild des . Schüttprofils über die gesamte Länge der Rohrmühle. zu erhal- ten, ist die, daB.man die Messung in pendelnder bzw. rotie-. rentier Bewegung mittels eines von einer@Gammastrahlungequelle . ausgehenden Strahlenbündels in mehreren Ebenen senkrecht zur Mühlenachse ausführt, wobei die Meßstrecke entlagg der Rohr- mühlenachse verschoben werden kann. Vorzugsweise führt man diese Messung in verschiedenen Ebenen, verstärkt aber an der. Aufgabe- bzw. Auslaufseite,durch. Aus der Vielzahl der gefun- denen Werte kann man nun einen Rückschluß ziehen, ob die Mühle noch mehr Material aufnehmen kann und wie der M.ahlprozeß und die Gesamtverteilung des Schüttgutes über die-Rohrmühlenlänge verläuft. Verwendet man als Registriergerät einen Oszillogra= ghen, so erhält man eine räumliche Darstellung von dem Vorgang innerhalb des Mühlenkörpers. Man kann daher frühzeitig eine. Überbelastung wahrnehmen und die Beschickung. darauf abstellen. Durch die vorliegende Erfindung.wird das optimale Ausbringen der Mühle, das von entscheidender wirtschaftlicher Bedeutung ist, erreicht. .
• Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.
• Fig, t zeigt die stationäre Strahlenquelle 1 mit einen Ko111-mator mit -mehreren Öffnungen und den Detektoren 2, die jeder Strahlenführung zugeordnet sind. Die Meßanordnung läßt sich durch Drehung auf den zu erwartenden Füllgrad einstellen. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist in dieser Anordnung die Darstellung des Schüttprofils von der Anzahl der Detektoren abhängig.
• Fist», Z zeigt die Strahlenquelle 1 mit dem dazugehörigen Detektor.2 mit einem außerhalb der Meßstrecke liegenden Drehpunkt 4. Aus--der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Schüttprofil der Mühlenfüllung 6 über die aze Länge durchstrahlt wird.

  Fzegt eine Meßstrecke mit der Strahlenquelle 1 und

  mi;t dem. dazugehörigen Detektor _1. die um die Drehachse 5 der

  Mühle-kreisende Bewegungen ausführt. Im Gegensatz zu Fig" 2

  Ist ersichtlich, daß die durchstrahlte 14Tühlenwandung 3_immer

  konstant bleibt

  F, ig. 4 zeigt einen Schnitt in. Längsrichtung vor: der Rohrmühle

  mit dem Behältermantel- 3 und der Strahlenquelle ') mit dem zu-

  gehurigen Detektor 2. Nach dem erfindungsgemäßen-Verfahren

  wird das Füllgut 6 in mehreren Ebenen 7 durchstrahlt und man

  erhält. ao eine dreidimensionale Vorstellung von der Rohrmüh-

  len.füllung.

  Fzeigt den Intensitätsverlauf .für' eine.idealisierte

  MühlenfUllung

Claims (1)

1. P a t e n t a a a p t ü c h e 1 o Meßverfahren zur Be®tatung des Füllgrädee bzw. de: Schütt-Füllprofile von rotierenden Behälteltühlens dadurch gekennzeichnet" daß m_ t Hilfe äse an eich be- kannten Strahlungevartahreua mittels Gammastrahlen, die mit einem oder mehreren Detektoren ermittelte_ Strahlungo- abeorption des Mühlenkörpere mit- der Füllung ü3 einer in wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Mühle liegenden Ebene wenigsten an zwei Stellen genkesses wird. Verfahren nach .Anspruch 'f ! dadurch gekennzeichnet, daß die Aboarpton mittels mehrerer v an, einer Gammsatrahlen- quelle ausgehenden und durch.Koiliaatoren gerichteten Strahlenbündel durch eine entsprechende Anzahl. von Detek- toren* die auf die Strahlenbündel ausgerichtet sind, ge- messen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. rlaü de Abeorpton des Schüttprofile mittels einer drehba- ren, aus Quelle und Detektor bestehenden Meßanordaung ' . gerneesen wird, wobei der Drehpunkt außerhalb der Meß- atreoke vorzugsweise auf der Normelen zur Wschuder Rohü:hleufiaaulegt. 4, Verfahren. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d die -Absorption des mittels einer drehbaren, aus; Quelle und Detektor bestehenden iIedanoränun$gemeasen wird,, wobei vier Drehinnerhalb der MeBetr$cce vorzugs- weise in der zehachee der e liegt. Verf en nach den Ansprüche* 1 bis 41, dadurch Seen zeichnet claß das b-Uttpf`*l 3 mehreren ietm ba- etlt wird*